Hidrogénio + Oxigénio = Água. Química DO FOGO A MATÉRIA A MATÉRIA A MATÉRIA A MATÉRIA + + =

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1 Química DO FOGO 1 Objectivo: compreensão das causas do fenómeno a que chamamos fogo. Para : Melhor O Controlarmos. Melhor O Evitarmos. Melhor O Extinguirmos. A MATÉRIA A MATÉRIA Não é Continua É formada por átomos Em geral os átomos ligam-se entre si constituindo moléculas = Formação de uma molécula a partir de átomos. 4 A MATÉRIA A MATÉRIA Quando dois átomos ou duas moléculas chocam (pelo aumento de temperatura, da pressão ou ambas as coisas), podem reagir, formando novas substâncias. 5 Ex.: Hidrogénio + Oxigénio = Água

2 A MATÉRIA A MATÉRIA - ESTADOS Além disso, os átomos e as moléculas podem estar mais ou menos próximos uns dos outros, formando assim os três estados da matéria. 7 GASO SO LIQUID O SÓLID O 8 GASES LIQUIDOS Características Características Não têm Forma; Não têm Forma fixa; São CompressivEIs. 9 São pouco Compressiveis. 10 SÓLIDOS O QUE É O FOGO? Características Têm forma fixa; (em geral) Não são Compressiveis. O Fogo é uma combustão

3 Sendo uma combustão: COMBUSTÃO uma reacção química que é acompanhada pela libertação de calor ( exotérmica ). 13 Esta libertação de calor pode ser lenta. Ou rápida e com formação de chamas. 14 combustível comburente É qualquer substância no estado gasoso, líquido ou sólido capaz de arder no seio de um gás. atmosfera ou corpo gasoso em cuja presença o combustível arde. Ex. oxigénio, hidrogénio Energia de activação Para se iniciar uma combustão é necessário a existência de uma fonte de calor, ou seja, uma energia de activação. 17 Podemos concluir que não pode existir fogo sem a junção simultânea de três elementos COMBUSTÍVEL COMBUSTÍVEL TRIÂNGULO DO FOGO COMBURENTE COMBURENTE ENERGIA DE ACTIVAÇÃO 18

4 iniciada a combustão desenvolvem-se radicais livres Que (partícula levam ao sextremamente aparecimento instáveis da reacção que em se cadeia. deslocam a uma velocidade muito elevada e possuem grande energia). Tetraedro DO FOGO COMBUSTÍVEL COMBUSTÍVEL ENERGIA DE ACTIVAÇÃO COMBURENTE COMBURENTE ENERGIA DE ACTIVAÇÃO Reacção em cadeia 19 A combustão depende de um grande número de factores ligados AO combustível, comburente E energia de activação. 20 O Contacto de uma substância combustível, com uma fonte de Assim e no mesmo combustível temos: calor pode então elevar a sua temperatura, levando-a a passar Temperatura de Inflamação por uma série de temperaturas Temperatura de Combustão características de cada combustível. 21 Temperatura de Ignição 22 OS COMBUSTÍVEIS OS COMBUSTÍVEIS As substâncias pouco condutoras de calor ardem mais facilmente que as boas condutoras 23 O estado de divisão do combustível, influencia a capacidade que um corpo têm de se incendiar 24

5 OS COMBUSTÍVEIS A percentagem de combustível é outro dos factores a considerar Definem-se então para cada combustível os limites de inflamabilidade. L.I.I. - Limite inferior de inflamabilidade L.S.I. - Limite superior de inflamabilidade Campo de explosividade ou inflamabilidade de um combustível hipotético 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% 11% CAMPO DE EXPLOSIVIDADE OU INFLAMABILIDADE L.I.I. L.S.I. Campo de explosividade de vários combustíveis COMBUSTÍVEL CAMPO DE EXPLOSIVIDADE L.I.I. % L.S.I. % Hidrogénio 4 74,2 Monóxido de Carbono 12,5 74,2 Acetileno 2,5 80 Gasolina (vapor) 1,3 6 Éter (vapor 1,7 48 Álcool (vapor) 3, comburente 15% é o teor mínimo de oxigénio necessário para alimentar uma combustão de combustíveis líquidos ou gasosos. Para os combustíveis sólidos o valor é de 6%. Outros comburentes são ainda o cloro e o vapor de enxofre. 29 combustíveis OS Combustíveis LÍQUIDOS CLASSIFICAM-SE QUANTO AO RISCO DE INCÊNDIO, EM TRÊS GRUPOS: MUITO PERIGOSOS - QUANDO a TEMPERATURA DE INFLAMAÇÃO É IGUAL OU INFERIOR A 25 0 c PERIGOSOS - QUANDO a TEMPERATURA DE INFLAMAÇÃO ESTÁ ENTRE 25 0 c E 65 0 c NÃO PERIGOSOS - QUANDO a TEMPERATURA DE INFLAMAÇÃO É SUPERIOR A 65 0 c 30

6 TEMPERATURAS de inflamação de alguns combustíveis líquidos GRUPO COMBUSTÍVEL T I ( 0 c) MUITO PERIGOSOS PERIGOSOS NÃO PERIGOSOS ETER DE PETRÓLEO GASOLINA ACETONA BENZENO ÁLCOOL A 80 0 AGUARRAS AGUARDENTE PETRÓLEO GASÓLEO ÓLEO DE TRAVÕES ÓLEOS LUBRIFICANTES a a a a a a FONTES DE ENERGIA DE ACTIVAÇÃO A ENERGIA DE ACTIVAÇÃO NECESSÁRIA PARA A INICIAÇÃO DA COMBUSTÃO PODE PROVIR DE VÁRIAS ORIGENS: ORIGEM TÉRMICA MEIOS DE IGNIÇÃO (fósforos, pontas de cigarro) INSTALAÇÕES GERADORAS DE CALOR (fornos,caldeiras) RADIAÇÃO SOLAR (libertação de vapores combustíveis da madeira) SUPERFÍCIES QUENTES (placa de fogão ) 32 FONTES DE ENERGIA DE ACTIVAÇÃO ORIGEM eléctrica FONTES DE ENERGIA DE ACTIVAÇÃO ORIGEM mecânica resistência (aquecedor eléctrico, secadores) chispas provocadas por ferramentas Arco voltaico (cabo de alta tensão partido e em contacto com o solo) Electricidade estática (descarga de um extintor de pó ou de co2 e a terra após esvaziamento rápido) Descarga eléctrica atmosférica atrito (contacto não lubrificado entre duas peças metálicas de um motor em movimento) Origem química Reacção química (limalha de ferro com óleo) Velocidade da combustão A velocidade a que decorre uma combustão depende de vários factores, sendo tanto mais rápida quanto: - Maior for o grau de divisão do combustível; tábuas / serradura - Mais perigosa for a natureza do combustível; gasolina / gasóleo Velocidade da combustão - Maior for a quantidade de combustível no que diz respeito à superfície exposta directamente ao comburente; bidon de gasolina ou a mesma quantidade derramada - Maior for o grau de renovação do comburente. combustível em recinto fechado ou em espaço aberto 35 36

7 Velocidade da combustão EM RELAÇÃO À VELOCIDADE, CLASSIFICAM-SE AS COMBUSTÕES DA SEGUINTE FORMA: LENTA QUANDO SE PRODUZ A UMA TEMPERATURA SUFICIENTEMENTE BAIXA PARA QUE NÃO HAJA EMISSÃO DE LUZ, ISTO É, INFERIOR A 500 ºc. 37 Velocidade da combustão viva É aquela que produz emissão de luz, vulgarmente designada por fogo. Neste caso, devido à mistura dos gases inflamados com o ar forma-se a chama. 38 Velocidade da combustão Velocidade da combustão DEFLAGRAÇÃO É UMA COMBUSTÃO MUITO RÁPIDA CUJA PROPAGAÇÃO DÁ-SE A UMA VELOCIDADE INFERIOR à DO SOM ( 340 M/S ). UM TIRO DE PÓLVORA EXEMPLIFICA ESTE TIPO DE COMBUSTÃO. 39 EXPLOSÃO A COMBUSTÃO É RESULTANTE DA MISTURA DE GASES COM O AR SENDO A PROPAGAÇÃO SUPERIOR À VELOCIDADE DO SOM, DESTRUINDO E PRODUZINDO GRANDE RUÍDO (DETONAÇÃO ) 40 PROPAGAÇÃO DA COMBUSTÃO Este fenómeno, deve-se ao facto de que se dois corpos em presença, têm temperaturas diferentes, há transferência de calor daquele que está à temperatura mais alta para o que está à temperatura mais baixa. 41 PROPAGAÇÃO DA COMBUSTÃO São quatro as formas de propagação da combustão, como vamos ver de seguida: 42

8 PROPAGAÇÃO DA COMBUSTÃO irradiação A EXPRESSÃO irradiação REFERE-SE À CONTÍNUA EMISSÃO DE CALOR (ENERGIA) SOB A FORMA DE ONDAS ELECTRO-MAGNÉTICAS, QUE SE PROPAGAM EM TODAS AS DIRECÇÕES. PROPAGAÇÃO DA COMBUSTÃO condução O calor transmite-se directamente no interior de um corpo através de corpos em contacto PROPAGAÇÃO DA COMBUSTÃO convecção É o processo de transmissão do calor pelo ar em movimento. A propagação por este meio faz-se por todas as comunicações interiores. PROPAGAÇÃO DA COMBUSTÃO Deslocamento de corpos inflamados Forma de transmissão que se dá pelo deslocamento de matéria a arder. Por exemplo, fagulhas levadas pelo vento, animais com o pelo a arder, troncos que se deslocam por uma encosta, provocam novos focos de incêndio RESULTADO DA COMBUSTÃO Nas combustões produzem-se uma série de manifestações e produtos visíveis que são: Os gases O fumo O calor A chama O fumo O fumo varia de cor em resultado das substâncias em combustão: Fumo de cor branca ou cinzento pálido combustão completa com bastante consumo de combustível dispondo de comburente em quantidade adequada

9 O fumo O fumo varia de cor em resultado das substâncias em combustão: Fumo negro ou cinzento escuro O fumo O fumo varia de cor em resultado das substâncias em combustão: Fumo amarelo, roxo ou violeta Revela que estamos perante uma combustão de desenvolve grande temperatura e tem falta de comburente, como é o caso da combustão de plásticos ou borrachas. 49 Assinala geralmente a presença de gases altamente tóxicos. 50 A chama É a manifestação de gases incandescentes, visíveis, em redor da superfície do material em combustão. O calor É a energia libertada pela combustão, sendo o principal responsável pela sua propagação dado que aquece todo o ambiente e os produtos combustíveis presentes Os gases produzidos pela combustão são o resultado da modificação da composição do combustível. - Vapor de Água; - Monóxido de Carbono (co); - Dióxiodo de Carbono (co2) Classes de fogos A Grande diversidade de Combustíveis, o seu estado físico e a forma diferente como reagem a um determinado agente extintor, levou á divisão dos fogos em classes para que a sua extinção possa ser feita de uma forma mais eficaz. 54

10 classe a b c designação Fogos que resultam da combustão de materiais sólidos, geralmente de natureza orgânica, em que a combustão se faz normalmente com formação de brasa. Fogos que resultam da combustão de líquidos ou sólidos liquidificáveis. Fogos que resultam da combustão de gases. substância Madeira, carvão, papel, tecidos, plásticos, etc. Óleos, gasolina, álcool, tintas, ceras, etc. Butano, propano, gás natural, acetileno, etc. INFLAMAÇÃO GENERALIZADA (flash-over) Ao atingirem determinadas temperaturas, os materiais combustíveis existentes num determinado espaço fechado, emitem gases de destilação em tal quantidade que Sódio, magnésio, Fogos que resultam da combustão d de metais. titânio, alumínio, enchem o local... etc INFLAMAÇÃO GENERALIZADA (flash-over)...esses gases, podem autoinflamar-se acelerando todo o processo, entrando todos os corpos em combustão simultânea A partir daquele momento... - A temperatura no local é uniforme; - As radiações sobre as paredes têm um valor máximo; - A dissipação da energia processa-se mais lentamente que a produção; - A temperatura continua a aumentar até um valor máximo. 58 INFLAMAÇÃO GENERALIZADA (flash-over) 59 EXPLOSÃO DE FUMOS (Back-Draft) Os gases de combustão, podem encher um determinado espaço fechado. Este fica repleto, principalmente de Monóxido de Carbono, quando há insuficiência de Comburente. 60

11 EXPLOSÃO DE FUMOS (Back-Draft) Se houver um aumento brusco de oxigénio, ao nível ou abaixo do fogo, o resultado pode ser um Métodos de extinção A extinção da combustão corresponde sempre à eliminação ou neutralização de, pelo menos, um dos elementos do tetraedro do fogo. Existem quatro métodos para se proceder à extinção da combustão: explosão de fumos Arrefecimento É o método mais empregue e consiste em eliminar o calor de forma a que a temperatura do combustível seja inferior à da combustão. Abafamento ou asfixia (limitação do comburente) É o método que consiste no isolamento do combustível do oxigénio ou na redução deste no ambiente Carência ou limitação do combustível Consiste na separação do combustível da fonte de energia ou do ambiente do incêndio. Rotura da reacção em cadeia Consiste em impedir a transmissão de energia (calor) DE UMAS PARTÍCULAS PARA OUTRAS, LIMITANDO ASSIM, A FORMAÇÃO DE RADICAIS LIVRES. UM BOM EXEMPLO PARA A ROTURA DA REACÇÃO EM CADEIA É A UTILIZAÇÃO DE PÓ QUÍMICO COMO AGENTE EXTINTOR